Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bleiakku - Spannung unter Last messen


von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

Hallo,

wir haben einen Blei-Gel Akku von Panther mit 12V 26Ah.

An diesem Akku hängt ein Rechner, der allerdings nur bis 12V 
funktioniert. Die Spannung bricht unter Last auch auf unter 11,9V 
zusammen.
Dafür wollten wir uns eine PicoPSU holen, die von 6-24V funktioniert 
(und einen Spannungsregler integriert hat).

Das Problem dabei ist allerdings folgendes:
Die Tiefenentladung beginnt ab 11,7V. Da die PSU aber auch ohne Probleme 
mit tieferer Spannung arbeitet, wissen wir ja nicht, ab wann die 
Tiefenentladungsgrenze erreicht ist.

Gilt diese Grenze von 11,7V unter Last oder im Ruhezustand? Wenn dies im 
Ruhezustand wäre kann die Spannung unter Last doch auch mal auf 11,4V 
sinken ohne Folgen für den Akku oder ist da ein Denkfehler drin?

Die wichtigste Frage: Wie erkennen wir, dass wir den Akju nicht weiter 
entladen sollten. Dies sollte automatisch funktionieren. Ein 
Spannungsmesser mit dem Arduino ist schnell gebaut, allerdings ändert 
dieser sich ja auch je nach benötigter Stromstäke, oder?

: Gesperrt durch Moderator
von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> An diesem Akku hängt ein Rechner, der allerdings nur bis 12V
> funktioniert.

[ ] Ich möchte einen Tipp für eine geeignete USV.

[ ] Ich habe meinem Chef einen 26Ah-Panther empfohlen und brauche nun
    einen Ausweg.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> wir haben einen Blei-Gel Akku von Panther mit 12V 26Ah.

Die Panter GV12-26 ist eh bloss zyklenfest bis 75% Entladung, ihr seid 
also gut beraten, den Akku nicht mal auf 12 zu entladen.
Spart Netzteil und Tiefentladeschutz.
Wenn die Betriebsdauer bis 12V Entladung nicht reicht, müsst ihr halt 
ein oaar Ah mehr nehmen.

von batman (Gast)


Lesenswert?

Da der Akku einen Innenwiderstand besitzt und dadurch die Spannung immer 
auch vom momentanen Strom abhängig ist, wird die Entladeschlußspannung 
auch für einen bestimmten (Mindest-)Strom angegeben. Im Datenblatt 
findet man dann Angaben, z.B. Entladeschluß bei 10.5V und C/20 Ampere 
oder bei 11.5V und C/40 Ampere, als Anhaltspunkt.
Da müßt ihr also schon ungefähr wissen, was für Ströme auftreten oder 
ständig mit der Spannung zusammen messen und auswerten.

von lrep (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> Gilt diese Grenze von 11,7V unter Last oder im Ruhezustand?

Damit ist die Leerlaufspannung gemeint.

Wenn es im Winter sehr kalt ist, der Innenwiderstand der Batterie also 
hoch ist, und das Öl im Motor zäh ist, kann beim Anlassen auch eine voll 
geladene Batterie mal auf 8V kommen, ohne dass man deshalb von 
Tiefentladung sprechen würde.

von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Waishon B. schrieb:
>> wir haben einen Blei-Gel Akku von Panther mit 12V 26Ah.
>
> Die Panter GV12-26 ist eh bloss zyklenfest bis 75% Entladung, ihr seid
> also gut beraten, den Akku nicht mal auf 12 zu entladen.
> Spart Netzteil und Tiefentladeschutz.
> Wenn die Betriebsdauer bis 12V Entladung nicht reicht, müsst ihr halt
> ein oaar Ah mehr nehmen.

Danke, im Leerlauf hat dieser allerdings noch um 12,2V, d.h. das man ihn 
noch verwenden darf, oder? Das Problem liegt am Verbraucher. Dieser 
zieht unter Last ca. 4Ah, wodurch die Spannung unter Last auf <11,9V 
fällt, oder schadet dies dem Akku auch?
Ich weiß nicht ob dies ein Schreibfehler ist, aber das ist die genaue 
Bezeichnung für den Akku. Ich habe bisher noch kein Datenblatt gefunden: 
(GB anstatt GV)
GB 12-26 12V 26Ah AGM

batman schrieb:
> Da der Akku einen Innenwiderstand besitzt und dadurch die Spannung immer
> auch vom momentanen Strom abhängig ist, wird die Entladeschlußspannung
> auch für einen bestimmten (Mindest-)Strom angegeben. Im Datenblatt
> findet man dann Angaben, z.B. Entladeschluß bei 10.5V und C/20 Ampere
> oder bei 11.5V und C/40 Ampere, als Anhaltspunkt.
> Da müßt ihr also schon ungefähr wissen, was für Ströme auftreten oder
> ständig mit der Spannung zusammen messen und auswerten.

Gibt es eine Formel, womit man mit der aktuellen Spannung und 
Stromstärke den Leerlaufstrom berechnen kann? Die Stromstärke und 
Spannung kann man ja kontinuierlich mit dem Arduino lesen und im 
entsprechendenfall, der zu geringen Spannung, ein Relay schalten.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


Lesenswert?

Unter "Leerlaufstrom" kann ich mir gerade nichts vorstellen.

Mal unter "GB 12-26 12V 26Ah AGM" gegoogelt, finde ich gleich ein paar 
Datenblatt-Auszüge
http://vasworld.en.alibaba.com/product/1525877318-0/GB_12_26_12V_26AH_used_cars_for_sale_Lead_Acid_batteries_with_best_price.html
Da findet man schon so einiges über Ströme und Spannungen beim Entladen. 
Unter "Discharge Characteristic" kannst du dir z.B. die Kurve für 4A 
interpolieren und damit ungefähr den Ladezustand abhängig von Strom und 
Spannung bestimmen. Für die Lebensdauer ist es allerdings immer besser, 
weniger tief zu Entladen.

von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

Geht das auch über eine Formel, sodass man dies mit dem Arduino 
berechnen kann?

Oh ich meinte natürlich Leerlaufspannung :F Blöder Schreibfehler


Nur nochmal zum Verständnis:
Wenn ein Akku im Leerlauf eine Spannung von 12V hat und unter Last 
beispielsweise 11,8V, dann schadet das nicht dem Akku, da die 
Leerlaufspannung entscheidend ist?
Wenn die Leerlaufspannung <12V liegt, sollte man den Akku wieder 
aufladen. Und mit Hilfe von der Stromstärke und Spannung könnte man 
unter Last die Leerlaufspannung berechnen und so ggf. abschalten?

: Bearbeitet durch User
von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

So hab mir das Datenblatt mal in Ruhe angeschaut.
Was ich nicht verstehe wofür das 1,6V .... 1,85V stehen soll? Muss man 
das von der gesamt Spannung subtrahieren, da der Akku ja 12V hat?

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> Dieser
> zieht unter Last ca. 4Ah

als in 30min 8A oder in 1min 240A.

oder wie meinst du das?

von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

@Peter
Wir haben ein Messgerät angeschlossen und das hat 4A angezeigt also 4Ah. 
Also 4 Ampere pro Stunde "verbraucht" der Rechner unter Last

von batman (Gast)


Lesenswert?

Also 4A im Schnitt.

Das "F.V." 1,6V .... 1,85V aus der Tabelle interpretiere ich als "Final 
Voltage" (Entladeschlußspannung) pro Zelle.

Für einen einfachen Ansatz mit einer Abschaltschwelle könnte man also 
hier die Mindest-Betriebsspannung von 1.85V/Zelle verwenden. Diese liegt 
laut Tabelle bis zum Entladeschluß für einen Betriebsstrombereich 
zwischen 1.23A ... 47.3A mindestens an. D.h. bei Unterschreitung ist der 
Akku leer.

Das gilt zwar eigentlich nur für eine gleichmäßige Entladung mit dem 
angegebenen Strom aber je nach Anwendung ist das vielleicht ausreichend. 
Falls das Gerät noch länger im Standby oder mit viel geringeren Strömen 
läuft, braucht es sicher zusätzliche Abschaltkriterien.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> Wir haben ein Messgerät angeschlossen und das hat 4A angezeigt also 4Ah.
> Also 4 Ampere pro Stunde "verbraucht" der Rechner unter Last
und in welcher Zeit?

so klar ist das nicht. Man kann auch 4Ah in 10min verbrauchen.

von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

Ja da hast du natürlich Recht. Wenn ich ein Messwert in A vom Multimeter 
in AH umrechnen will, muss ich ja nur *1 nehmen also A=Ah, oder nicht?
Sprich:
4Ah = 4 Ampere pro Stunde
4Ah = 2 Ampere pro 30Min
...

Aber wir kommen vom Thema ab :D

von Stephan H. (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> Wir haben ein Messgerät angeschlossen und das hat 4A angezeigt also 4Ah.
> Also 4 Ampere pro Stunde "verbraucht" der Rechner unter Last

In 2 Zeilen 3 verschiedene Angaben.

- 4A <== das hier meinst du
- 4Ah
- 4 Ampere pro Stunde == 4A/h

Das ist fast wie bei Kilometer:

- km = Entfernung
- km/h = Geschwindigkeit
- kmh = Schwachsinn

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> Ja da hast du natürlich Recht. Wenn ich ein Messwert in A vom Multimeter
> in AH umrechnen will, muss ich ja nur *1 nehmen also A=Ah, oder nicht?

nein. Von A nach Ah braucht man die Zeit aus dem Grund sind es ja 
stunden.

Wenn ein Gerät 1A zieht und das eine Stunde lang, dann hast du 1Ah 
verbraucht. Wenn das gleiche Gerät nur 10min 1A braucht, dann sind es 
nur 0,1667Ah.

von Adrian (Gast)


Lesenswert?

warum ist eigentlich A/h so falsch? Dieser Fehler wird ja sehr oft 
gemacht, weil es eigentlich nur ein logischer Gedankengang ist.
Wenn ich einen Akku mit 60Ah habe kann ich doch auch 60A pro/je Stunde 
entnehmen, bis er leer ist

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Adrian schrieb:
> Wenn ich einen Akku mit 60Ah habe kann ich doch auch 60A pro/je Stunde
> entnehmen, bis er leer ist

nein. Du kannst nur 60A eine Stunde lang entnehmen und nicht jede 
Stunde.

von Adrian (Gast)


Lesenswert?

klar je stunde..theoretisch...dann ist er leer :-)

von Walter (Gast)


Lesenswert?

Adrian schrieb:
> Wenn ich einen Akku mit 60Ah habe kann ich doch auch 60A pro/je Stunde
> entnehmen, bis er leer ist

du kannst auch 60A/je Sekunde entnehmen bis er leer ist ;-)
Umgangssprachliche Formulierungen gehen in der Physik halt oft daneben

Peinlich wird es vorallem wenn eine EVU-Broschüre von "300 kW pro Jahr" 
spricht, gemeint war eine PV-Anlage mit 300kW Peak

von Adrian (Gast)


Lesenswert?

na aber wieso?
Theoretisch..und das ist ja nunmal eine Formel, Bezeichnung, oder 
Einheit..sind doch aber nunmal 60A je Stunde drin...PRAKTISCH Iist der 
Akku dann leer, was doch aber kein Fehler der Theorie darstellt?

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> wofür das 1,6V .... 1,85V stehen soll?

Pro Zelle, bei 12V Akku also mal 6.

9.6V bis 11.1V.

Aber das ist Tiefstentladung, die der Akku nicht lange mitmacht.

75% Entladung bleibt über 12V.

von Stephan H. (Gast)


Lesenswert?

Adrian schrieb:
> ..sind doch aber nunmal 60A je Stunde drin...

Nein! Es sind 60Ah drin.
Du kannst dann 60A für 1h entnehmen. Du kannst auch 120A für 0,5h 
entnehmen, oder 600A für 0,1h... (Praktisch nimmt bei hohen Strömen aber 
die nutzbare Kapazität ab)
Und wenn du 600A für 0,1h entnimmst, dann hast du die vollen 60Ah über 
0,1h bei einem Strom von 600A entnommen.

Ah = Kapazität
A = Strom
h = Zeit
Kapazität = Strom * Zeit
Ah = A * h

A/h = Stromänderungsgeschwindigkeit = Ampere je Stunde
Das könnte z.B. angeben um wieviele Ampere sich der Strom durch eine 
Spule erhöht wenn an der Spule 1V Spannung anliegt. (Praktisch nur über 
ein paar Millisekunden messbar, dann wird der Strom zu groß und die 
Spannung sinkt ab.)

von lrep (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> Die wichtigste Frage: Wie erkennen wir, dass wir den Akku nicht weiter
> entladen sollten.

Überhaupt nicht.
Es ist nicht Aufgabe einer USV den Strom bis zu den nächsten Werksferien 
zu liefern, sondern die Zeit zu überbrücken bis die Notstromdiesel 
angesprungen sind und die Versorgung übernehmen, oder, falls es keine 
Notstromversorgung gibt, ein geordnetes Runterfahren der Rechner zu 
ermöglichen, sowei z.B. die Telefonanlage und Notbeleuchtungen zu 
speisen.

Dazu müssen die Akkus ausreichend groß dimensioniert sein, damit sie das 
auch noch schaffen wenn sie ein paar Jahre alt sind, und die 
Funktionsfähigkeit der gesamten Anlage muß auch regelmäßig überprüft 
werden.

Waishon B. schrieb:
> An diesem Akku hängt ein Rechner, der allerdings nur bis 12V
> funktioniert. Die Spannung bricht unter Last auch auf unter 11,9V
> zusammen.

Wenn der Rechner dann schon aufgibt, stimmt etwas mit der 
Dimensionierung nicht. Vielleicht sind nur die Leitungen zwischen Akku 
und USV zu dünn oder zu lang.
Natürlich muß das im Notfall funktionieren, bis der Akku den den 
letzten Funken Strom abgegeben hat.
Selbst, wenn der Akku danach kaputt ist.

von wendelsberg (Gast)


Lesenswert?

Waishon B. schrieb:
> zieht unter Last ca. 4Ah

Waishon B. schrieb:
> Arduino ...
> ... Relay

Allein diese drei Dinge in einem Post bringen mich zu der Erkenntnis, 
dass der Poster NULL Grundkenntnisse hat und besser jemanden beauftragt, 
der sich auskennt.

wendelsberg

von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

Dann sag doch mal Herr Neunmalklug, was an Arduino und Relay nicht 
passt?

Außerdem haben wir bereits ein Relay an unserem Roboter, der es ohne 
Probleme tut. Und das ich mich bei 4AH vertan habe ist doch mitlerweile 
geklärt worden.

Achja finde ich immer wieder toll, wie mit den Leuten umgegangen wird 
die wenig Ahnung haben. Dafür hat das Forum echt einen Preis gewonnen.

Außerdem es ist ein SCHULPROJEKT, wo wir Erfahrung sammeln wollen. Wieso 
sollte wir dann jemanden beauftragen, der sich damit auskennt? Was für 
ein Schwachsinn

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


Lesenswert?

Ich will es Dir erklaeren:

Du hast Dich bei 4AH nicht vertan, Du wusstest es nicht besser, genauso 
wie bei Leerlaufstrom und Leerlaufspannung. Leute mit Grundkenntnissen 
"vertun" sich dabei nicht oder nur einmal pro Thread. Und sie versuchen 
nicht, ihr Unwissen als richtig zu beweisen.
Waishon B. schrieb:
> Wir haben ein Messgerät angeschlossen und das hat 4A angezeigt also 4Ah.
> Also 4 Ampere pro Stunde "verbraucht" der Rechner unter Last

Leute mit Grundkenntnissen schreiben nicht Relay, sondern Relais, 
zumindest wenn sie deutsch schreiben.

Arduino war dann nur noch das dritte Schlagwort, das das Bild komplett 
gemacht hat. Anfragen von Arduino-Nutzern sind eben oft auf diesem 
niedrigen Niveau.

Wenn Du gleich dazu geschrieben haettest, dass das ein Schulprojekt ist, 
dann waere das auch gleich anders eingeschaetzt worden. (Nicht nur von 
mir)

Und nein, ich werde Dich nicht Herr Ahnungslos nennen und nein, ich 
werde auch Deine Unverschaemtheit am Ende Deines Posts nicht 
kommentieren.

wendelsberg

von Sören W. (waishon_b)


Lesenswert?

Dann hab ich jetzt ja wieder was gelernt :P

P.S. Leerlaufstrom war aber wirklich unterbewusst. War in Eile :D

von Peter M. (r2d3)


Lesenswert?

Adrian schrieb:
> warum ist eigentlich A/h so falsch? Dieser Fehler wird ja sehr oft
> gemacht, weil es eigentlich nur ein logischer Gedankengang ist.
> Wenn ich einen Akku mit 60Ah habe kann ich doch auch 60A pro/je Stunde
> entnehmen, bis er leer ist

Muss richtig heißen: Wenn ich einen Akku mit 60Ah habe, kann ich eine 
Stunde lange einen Strom von 60A entnehmen. Der Akku hat dann eine 
Ladung von 60A * 1h = 60Ah verloren (Entladegeschwindigkeit * Zeit = 
Kapazität)

Der verwirrende Haken ist die Definition der Akkukapazität über den 
Strom und die Zeit.
Die Kapazität ist eine Bestandsgröße und der Strom ist eine Flussgröße.
Ich glaube, normalerweise werden Kapazitäten mit Bestandsgrößen 
beschrieben.

Strom steht für "Ladung pro Zeiteinheit" (A=C/s).
C steht für die Ladung, gemessen in Coulomb.
Wenn man die Batteriekapazität in Coulomb messen würde und statt Strom
nur noch "Coulomb pro Sekunde" sagen würde, würde die Verwirrung nicht 
bestehen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Gut, dann ist das ja nach 1 1/4 Jahren abschließend geklärt.

Dieser Beitrag ist gesperrt und kann nicht beantwortet werden.